非均匀场中非晶玻璃态聚合物的物理老化机制与物理力学性能研究

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基本信息

  • 批准号：
    11072137
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    43.0万
  • 负责人：
    胡宏玖
  • 依托单位：
    上海大学
  • 学科分类：
    A0801.固体变形与本构理论
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

物理老化是玻璃态聚合物的基本特征，随着新型过程分离及输运技术的蓬勃发展，已有的"物理力学行为－物理老化"预测方法难以满足工程设计的要求。本项目根据小分子介质渗透、应力/应力梯度作用下非晶玻璃态聚合物微观结构变化的研究，解析物理老化的微观机理。基于连续介质力学框架与内变量理论，充分考虑小分子的吸附/扩散、非均匀应力对自由体积运动的影响，建立计及介质吸附与应力梯度的自由体积演化方程、粘弹本构关系。提出非均匀场中玻璃态聚合物长期物理力学性能的理论预测模型，研究"再生"物理老化材料的小分子处理放法，为先进聚合物及其复合材料的优化设计与循环利用提供理论支撑。

结项摘要

热熔塑造或溶剂的溶解铸型加工将使高聚物内部的热力学状态处于高度的非平衡，其中比容、焓和熵等过剩热力学参量会使玻璃态材料发生物理老化。由于非均匀物理场的作用，聚合物的热力学状态随之改变，将显著影响玻璃态高聚物内微结构的演化，已有的物理老化进程中物理力学行为的预测方法难以满足工程设计的要求，使得物理老化机制与物理力学性能的科学探索面临新的挑战。.本项目基于连续介质力学框架与内变量理论，探索了小分子介质吸附与扩散、应力/应力梯度场耦合时，非晶玻璃态聚合物的物理老化微观机理与宏观物理力学性能的演化规律；研究了恢复发生深度物理老化高聚物材料物理力学性能的新方法。获得了以下主要研究成果，将为先进聚合物材料的优化设计与循环利用提供理论支撑。. （1）获得了玻璃态聚合物内沿厚度方向的自由体积含量及分布，给出了定量描述方法；首次发现了水分子对于亲水性高聚物材料物理老化的影响和温度影响并不相同，非晶聚合物经小分子脱附后在玻璃态下的松弛过程存在3个阶段。. （2）考虑小分子的吸附/扩散、非均匀应力对自由体积运动的影响，建立了计及介质吸附与应力梯度的自由体积演化方程与粘弹本构关系；提出了小分子吸附/扩散与聚合物材料物理老化过程的非线性耦合理论关系，据此研究了分离膜透气性随物理老化进程的演化规律，获得的聚合物膜透气性能预测值与实验数据一致。. （3）定量解析了均匀应力场和梯度应力场下物理老化特征量（KWW参数、蠕变率和老化率）的变化规律，建立了非均匀场中玻璃态聚合物长期物理力学性能的理论预测模型。. （4）研究发现了DMA可测定非晶态聚合物相对湿度诱导的玻璃化转变，且临界湿度随温度的升高线性下降，由此可绘制聚合物状态分析图。. （5）提出了非晶态聚合物动态模量－温湿演化方程，并通过湿热条件下PVA与PVC的动态力学分析验证了其正确性。. （6）提出了基于小分子吸附与应力梯度耦合处理方法，可快速恢复发生物理老化玻璃态高聚物的物理力学性能，且具有更好的复新持久性能。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
Bismuth oxyiodide–graphene nanocomposites with high visible light photocatalytic activity
具有高可见光催化活性的碘氧化铋-石墨烯纳米复合材料
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Colloid and Interface Science
  • 影响因子：
    9.9
  • 作者：
    Hong Liu;Wei-Ran Cao;Yun Su;Zhen Chen;Yong Wang
  • 通讯作者：
    Yong Wang
A new temperature-dependent modulus model of glass/epoxy composite at elevated temperatures
高温下玻璃/环氧树脂复合材料的新型温度相关模量模型
  • DOI：
    10.1177/0021998312464080
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Composite Materials
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Guo; Z.-S;Feng; J;Wang; H;Hu; H.;Zhang; J
  • 通讯作者：
    J
Combined effect of relative humidity and temperature on dynamic viscoelastic properties and glass transition of poly(vinyl alcohol)
相对湿度和温度对聚乙烯醇动态粘弹性能和玻璃化转变的综合影响
  • DOI：
    10.1002/app.39547
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Applied Polymer Science
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Hu; Hongjiu;Zhang; Xiaolong;He; Yaolong;Guo; Zhan-sheng;Zhang; Junqian;Song; Yicheng
  • 通讯作者：
    Yicheng
Microwave-assisted solvothermal synthesis of 3D carnation-like SnS2 nanostructures with high visible light photocatalytic activity
微波辅助溶剂热合成具有高可见光催化活性的3D康乃馨状SnS2纳米结构
  • DOI：
    10.1016/j.molcata.2013.06.021
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Molecular Catalysis A: Chemical
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Hong Liu;Yun Su;Peng Chen;Yong Wang
  • 通讯作者：
    Yong Wang
Graphene sheets grafted three-dimensional BiOBr0.2I0.8 microspheres with excellent photocatalytic activity under visible light
石墨烯片接枝三维BiOBr0.2I0.8微球在可见光下具有优异的光催化活性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Journal of Hazardous Materials
  • 影响因子：
    13.6
  • 作者：
    Hong Liu;Yun Su;Zhen Chen;Zhitong Jin;Yong Wang
  • 通讯作者：
    Yong Wang

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  • 通讯作者：
    李洁

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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